КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА И ИНЖЕНЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА И ИНЖЕНЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

 

Пояснительная записка к курсовому проекту

 «Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного каркасного здания»

 

 

                                                                                                      Выполнил студент

                                                                                  группы

 

                                                                                                                               Проверил:          доц. Туров А.И.

 

Благовещенск 2018

Исходные данные

Размеры здания в плане, м (BxL)		21×64
Сетка колонн l1 х l2 = 7,0х6,0 м
Число этажей (без подвала)		5
Высота этажа: подвального/надземного, м		2,8/3,3
Расстояние от пола 1-го этажа до планировочной отметки, м		0,6
Грунт основания: тип грунта/условное расчётное давление на грунт, МПа		Песок/0,45
Район строительства		Г. Владивосток
Временная нагрузка на перекрытие (нормируемое значение), кПа	- полное значение временной нагрузки:	4
	- длительная часть временной нагрузки:	2

Компоновка конструктивной схемы сборного ж/б перекрытия

           2.1 Определим шаг (сетку) колонн

В состав сборного балочного межэтажного перекрытия входят плиты и ригели, опирающиеся на колонны.

При компоновке сборного балочного перекрытия необходимо:

- назначить размеры сетки колонн;

- выбрать направление ригелей, форму и размеры их поперечного сечения;

- выбрать тип и размеры плит.

Сетка колонн назначается в зависимости от размеров плит и ригелей. Расстояние между колоннами должно быть кратно 100мм и принимается для ригелей , с шагом 0.1м и для колонн , с шагом 0.1м. При этом необходимо, чтобы выполнялось условие .

По заданию размеры здания в плане (расстояние между крайними осями, м): 17,4×60,8.

Следовательно,  и .

 

Определим необходимую ширину плит

Количество типоразмеров плит должно быть минимальным:

- фасадные плиты-распорки 1.2м., с шагом 0.1м;

- связевые плиты-распорки м, с шагом 0.1м;

- рядовые шириною м., с шагом 0.1м.

В нашем случае общая ширина здания В=17,4+2×0,4=18,2м (с учетом сечения

колонн 40×40см). Тогда принимаем

=1,9м,  и

Расчет сечения плиты по предельным состояниям первой группы

Расчет и конструирование однопролетного ригеля.

Исходные данные.

Нормативные и расчетные нагрузки на 1м² перекрытия принимаются те же, что и при расчете панели перекрытия.

Ригель шарнирно оперт на консоли колонны, h_b=60см.
 

 

Расчетный пролет:

 

где: =7000 мм. – пролет ригеля в осях;
b =400мм. – размер колонны;
20 мм – зазор между торцом ригеля и колонной;
130мм – размер площадки опирания.

           Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы, равной шагу рам, в данном случае шаг рам

           Постоянная (g):

- от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности здания

- от веса ригеля:

где: 2500 кг/м³ – плотность ж/б.
С учетом  и коэффициента надежности по нагрузке

В итоге постоянная погонная нагрузка, т.е. с грузовой полосы, равной шагу рам:

Временная нагрузка (V₁) c учетом  и коэффициентом сочетания

          

где: = 9м² по СП 20.13330.2011.
А =7.0·6.0=53.04см²– грузовая площадь ригеля;

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок:

          

В итоге полная погонная нагрузка:

Определение усилий в ригеле

           Расчетная схема ригеля- однопролетная шарнирно опертая балка пролетом .

Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q  от полной расчетной нагрузки:

           Характеристики прочности бетона и арматуры:

-бетон тяжелый класса В15, расчетное сопротивление при сжатии , при растяжении , коэффициент .

- арматура продольная рабочая А400 10-40мм, расчетное сопротивление , поперечная рабочая арматура класса А400 6-8мм, .

Построение эпюры материалов

           Продольная рабочая арматура в пролете 4  А400. Площадь этой арматуры

 определена из расчета на действие максимального изгибающего момента в середине пролета. В целях экономии арматуры по мере уменьшения изгибающего момента к опорам два стержня обрываются в пролете, а два других доводятся до опор. Определяем изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля с полной запроектированной арматурой  А400.
           Из условия равновесия:
где:

           Изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля, определяется из условия равновесия:

нагрузки, следовательно, прочность сечения обеспечена.

Найдем изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля:

До опоры доводят 400, ,

           Определим изгибающий момент, воспринимаемый сечением ригеля с рабочей арматурой в виде двух стержней, доводимых до опоры

           Откладываем в масштабе на эпюре моментов полученные значения изгибающим моментом  и определяем место теоретического обрыва арматуры - это точки пересечения эпюры моментов с горизонтальной линией, соответствующей изгибающему моменту, воспринимаемому сечением ригеля с рабочей арматурой в виде двух стержней .

           Изгибающий момент в любом сечении ригеля определяется по формуле:

 

Находим значения  в 1/8, в 2/8 и в 3/8 пролета.

При

При

При

           Длина анкеровки обрываемых стержней определяется по следующей зависимости:
, где d диаметр обрываемой арматуры.

           Поперечная сила Q определяется графически в месте теоретического обрыва.
           Поперечные стержни  А400  в месте теоретического обрыва имеют шаг 10 см;

           Принимаем W=

Место теоретического обрыва арматуры можно определить аналитически. Для этого общее выражение для изгибающего момента нужно приравнять моменту, воспринимаемому сечением ригеля с арматурой  А400.              

=

x₁=1,247м; x₂= 4,883м – точки теоретического обрыва арматуры.

           Длина обрываемого стержня: 4,883-1,247+2·0,3=4,236м~4,3м.
Определяем аналитически величину поперечной силы в месте теоретического обрыва арматур x₁= 1,247м:

Графически поперечная сила была принята 96,89 кН с достаточной точностью.

Исходные данные

Нагрузка на 1м² перекрытия принимается такой же, как и в предыдущих расчетах (пункт 3.1)

Нагрузка на 1м² покрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка (γf = 1), кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка  (γf > 1), кН/м2
1	2	3	4
1.Гидроизоляционный ковер (3 слоя) 2. Армированная цементно-песчаная стяжка, δ = 40 мм, ρ = 2200 кг/м3 3. Керамзит по уклону, δ = 100 мм, ρ =600 кг/м3 4. Утеплитель - минераловатные пли ты, δ = 150 мм, ρ = 150 кг/м3 5. Пароизоляция 1 слой 6.Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов, δ = 220 мм	0,150     0,880   0,600     0,225     0,050     3	1,3     1,3   1,3     1,2     1,3     1,1	0,195     1,144   0,780     0,270     0,065     3,3
Постоянная нагрузка (groof)	4,905	-	5,754
Временная нагрузка -снеговая* : S = S0μ	0.84	0.7	1,2
Полная нагрузка (groof + S)	5.745	-	6.945

Полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СНиП 2.01.07-85*.
Для г. Владивосток: S₀=1.2 кПа; коэффициент перехода от расчетной нагрузки к нормативной  μ = 0.7.

           Материалы для колонны:
Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В15, расчетное сопротивление при сжатии R_b=0,85МПа;
Арматура:
           - продольная рабочая класса А400(  16-40мм), расчетное сопротивление R_s=R_sc=350МПа;
           - поперечная-класса А240.

Расчет колонны по прочности

           Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого элемента со случайным эксцентриситетом e_a:

           Однако расчет сжатых элементов из бетона класса В15 на действие продольной силы, приложенной с эксцентриситетом  при гибкости  допускается производить из условия:

Где:  – площадь сечения колонны;
 – площадь всей продольной арматуры в сечении колонны;
 – расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента;
 – расчетное сопротивление арматуры сжатию

=0,92 – коэффициент, принимаемый при длительном действии нагрузки, в зависимости от гибкости колонны.

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн, минимальный ее диаметр должен быть >20мм.
Принимаем 4 32 А400 с
, т.к . .

               

 

Исходные данные

Грунты основания-песок не пучинестый, условное расчетное сопротивление грунта R_o=0,25 МПа.

Используем тяжелый бетон класса В15. Расчетное сопротивление растяжению R_bt=0,75МПа, . Арматура класса А400, R_s=350 МПа=35 кН/см².
           Вес единицы объема бетона фундамент и грунта на его обрезах  кН/м³.
           Высоту фундамента предварительно принимаем 90 см. С учетом пола подвала глубина заложения фундамента H₁=105 см. Расчетное усилие, передающееся с колонны на фундамент, . Нормативное усилие .
где  –усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке.

 

Расчет на продавливание

           Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавливания. Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия:

Где: F – продавливающая сила, принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки, создаваемой реактивным отпором грунта, приложенным к подошве фундамента в пределах площади с размерами, превышающими размер площадки опирания (в данном случае второй ступени фундамента a₂xa₂ = 2.1x2.1 м) на величину h_o во всех направлениях; A_b – площадь расчетного поперечного сечения, расположенного на расстоянии 0.5h_o  от границы площади приложения силы N с рабочей высотой сечения h_o. В нашем случае h_o=h_{o 3}=0,3м.
           Площадь  определяется по формуле:

Где  – периметр контура расчетного сечения

Площадь расчетного поперечного сечения  = 9.6·0,3=2.88 м².

Продавливающая сила равна: ,

 

Где:  – площадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамента в пределах контура расчётного поперечного сечения, равная:

Тогда .

Проверка:

Следовательно, прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспечена.

 

Список литературы

1. Байков В. Н., Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. – М.: Стройиздат, 1991. – 767 с.

2. Железобетонные и каменные конструкции. / Под ред. В. М. Бондаренко – М.: Высшая школа., 2002. – 876 с.

3. Попов Н.Н., Забегаев А.В. Проектирование и расчет железобетонных и каменных конструкций. Учебник для строительных специальностей вузов – 2-е изд, перераб., дополн. – М.: Высш. шк., 1998. – 400 с.

4. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.- М.: 2012.- 162 с.

5. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М.: ГУП, НИИЖБ, ФГУП ЦПП, 2004-54 с.

6.   СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2011. – 166 с.

7. Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций. – М.: Стройиздат, 1989. – 504 с.

8. Заикин А. И. Проектирование железобетонных конструкций многоэтажных промышленных зданий. – М.: АСВ, 2003. – 199 с.

9. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения (к СП 52-101-2003)/ Центральный научно- исследовательский и проектно–экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений (ЦНИИПРОМЗДАНИЙ), Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и техно- логический институт бетона и железобетона (НИИЖБ) - М.: ОАО ЦНИИПРОМЗДАНИЙ. – 2005. – 214 с.

10.  Проектирование железобетонных конструкций. Справочное пособие под ред. А. Б. Голышева. – К.: Будивельник, 1990. – 543 с.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА И ИНЖЕНЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

 

Пояснительная записка к курсовому проекту

 «Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного каркасного здания»

 

 

                                                                                                      Выполнил студент

                                                                                  группы

 

                                                                                                                               Проверил:          доц. Туров А.И.

 

Благовещенск 2018

Исходные данные

Размеры здания в плане, м (BxL)		21×64
Сетка колонн l1 х l2 = 7,0х6,0 м
Число этажей (без подвала)		5
Высота этажа: подвального/надземного, м		2,8/3,3
Расстояние от пола 1-го этажа до планировочной отметки, м		0,6
Грунт основания: тип грунта/условное расчётное давление на грунт, МПа		Песок/0,45
Район строительства		Г. Владивосток
Временная нагрузка на перекрытие (нормируемое значение), кПа 1234567Следующая ⇒ Поделиться:

Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 264; Нарушение авторского права страницы